Рост кристаллов анизотропия

Для второго случая показано, что аккомодация деформации роста путем двойникования может сопровождаться вращением кристаллической решетки, вызывая изменение первоначальной ориентировки кристалла. Предполагается, что в процессе облучения это обстоятельство способно обеспечить одинаковую скорость роста кристаллов в направлении общей анизотропии материала и тем самым обеспечить наблюдаемую скорость роста поликристалла в целом. Согласно этому механизму изменение начальной ориентировки кристаллов при аккомодации деформации роста путем двойникования является необходимым условием для радиационного роста поликристаллов. Однако при таком объяснении неясно, каким образом должен осуществляться радиационный рост урана, когда процесс двойникования затруднен или отсутствует. Например, в работе 1421 отмечается, что даже при —196° С только 10% приспосабливающей пластической деформации проходит путем двойникования, а подавляющая часть деформации связана со скольжением. Поэтому можно ожидать, что переориентировка кристаллов в процессе облучения не является единственной причиной, обеспечивающей одинаковую скорость деформации всех кристаллитов в направлении роста поликристалла. [c.211]

Древовидная, ИЛИ елочная, форма дендритов объясняется следующим I) отвод тепла в слитке происходит быстрее в одном определенном направлении 2) вследствие анизотропии самый рост кристаллов неодинаков в разных направлениях. [c.47]

Высокая анизотропия скорости роста кристаллов боридов и карбидов во многих случаях обеспечивает формирование монокристаллической структуры из поликристаллической подложки за счет конкурентного роста зерен. Схема получения больших монокристаллов дана на рис. 142. [c.232]

Общим признаком кристаллического состояния тела (вещества) служит явление анизотропии, или векториальности свойств. Это явление характеризуется различием многих свойств тела по различным направлениям. Теплопроводность, электропроводность, механические свойства (модуль упругости, предел текучести, сопротивление разрыву), показатель преломления, скорость роста кристаллов, скорость растворения и другие свойства кристаллов изменяются в зависимости от кристаллографического направления. Например, слюда легко разделяется тонкими пластинками по плоскостям, параллельным ее основной поверхности, но разделение ее на части в других направлениях потребует значительно больших усилий. [c.67]

При исследовании аналогичной проблемы для случая, когда одной из подсистем является твердое тело, не возникает причин для получения иного в качественном отношении результата. В техническом отношении все будет много сложнее, так как при оценке критического размера кристаллического зародыша необходимо будет учитывать его геометрические особенности, откровенную анизотропию его свойств, выделять фани преимущественного роста кристалла и т.д. [c.117]

В атомном масштабе анизотропия проявляется как рост кристаллов в виде последовательных ступенек или слоев, которые можно наблюдать при быстром удалении жидкости. При этих условиях затвердевшая поверхность имеет параллельные бороздки толщиной в несколько эле.ментарных ячеек. Они имеют сходство с термически испаренными металлическими поверхностями. [c.57]

При изучении процессов зарождения и роста кристаллов используются общие принципы термодинамики и закономерности фазовых переходов и поверхностных явлений с учётом вз-ствия кристалла со средой, анизотропии св-в и атомно-мол. структуры крист, в-ва (см. Кристаллизация). В К. изучаются также разнообразные нарушения идеальной крист, решетки — точечные дефекты, дислокации и др. дефекты, возникающие в процессе роста кристаллов или в результате разл. внеш. воздействий на них и определяющие многие их св-ва. [c.324]

Механическая смесь двух или более видов кристаллов, одновременно закристаллизовавшихся из жидкости, называется эвтектикой [40]. Существует разновидность так называемых несплошных эвтектик, когда отдельные фазы растут, прерываясь, и для их роста требуется повторное образование новых зародышей. Общая причина этого заключается в том, что рост, по крайней мере, одной из фаз обладает ярко выраженной анизотропией. Если последняя проявляется особенно четко, возможно образование несплошной [c.203]

Наибольший вклад в быстрый рост восприимчивости при напряженности поля - 60 эрстед, по-видимому, обусловлен переориентацией доменов с направления, параллельного полю, на направление, перпендикулярное полю. Мы сталкиваемся здесь с полем Н., о котором говорилось в п. 55. Рассчитать значение трудно оно очень сильно зависит от величины анизотропии. Ван-Пески и Гортер показали, что в случае кубического кристалла, когда предпочтительная ориентация ионов параллельна кубической осп [c.550]

Обычно считают, что явление радиационного роста (см. табл. 2) возникает, когда в силу анизотропии кристаллической структуры материала выбитым из своих узлов атомам и образовавшимся при этом вакансиям энергетически выгодно конденсироваться на различных кристаллографических плоскостях, что и приводит к непрерывному росту под облучением количества одних плоскостей и к соответствующему сокращению других. В результате этого происходит непрерывный процесс удлинения кристалла в одном кристаллографическом направлении и сокращения в другом. Указанное явление было чрезвычайно серьезным для всей атомной проблемы в целом в связи с недостаточной стойкостью урана. В настоящее время для уранового топлива данная проблема в основном решена [31. Однако, поскольку в элементах действующих и проектируемых реакторов широко используются другие материалы с анизотропной решеткой, такие, как цирконий, графит и т. д., на которых явление радиационного роста также наблюдалось, это явление заслуживает самого серьезного изучения. [c.14]

В зависимости от типа реактора вопрос радиационного роста может иметь, в общем, неодинаковую технологическую ценность. Изменение размеров урана, циркония, графита вследствие радиационного роста наблюдается в интервале температур примерно до 300—400° С, поэтому проблема роста наиболее важна для реакторов, охлаждаемых водой, и для некоторых типов газовых реакторов. Ранее предполагалось, что основная причина радиационного роста заключается в анизотропии кристаллографической структуры урана, циркония, графита. Однако в последнее время получены данные о том, что эффект анизотропного изменения размеров в результате облучения проявляется также в металлах с ГЦК- и ОЦК-структурами, предварительно подвергнутых пластической деформации [П. Эти результаты свидетельствуют о том, что радиационный рост не является свойством, присущим исключительно кристаллам с анизотропной структурой. Таким образом, область проявления эффекта радиационного роста может затрагивать довольно широкий круг материалов, в связи с чем исследования этого явления занимают важное место в рамках комплексной проблемы радиационной стойкости реакторных материалов. Наиболее исследованным в настоящее время является радиационный рост моно- и поликристаллов а-урана при облучении нейтронами, вызывающими деление ядер Радиационный рост урана и связанные с ним [c.185]

Характерным представителем кристаллических неметаллических термоизоляторов является пиролитический графит (пирографит). Его получают осаждением из газовой фазы на поверхность подложки при температурах 1500-2500 С [1], причем с ростом температуры подложки плотность пирографита приближается к теоретической плотности графита. Пирографит обладает ярко выраженной анизотропией свойства теплопроводности его теплопроводность в направлении нормали к поверхности осаждения примерно на два порядка ниже, чем в тангенциальных направлениях. Дело в том, что при осаждении пирографита образуются гексагональные плотноупакованные кристаллы в виде шестигранных призм, основания которых параллельны (или почти параллельны) поверхности осаждения, что приводит к образованию упорядоченной кристаллической структуры, вызывающей указанную анизотропию свойства теплопроводности. [c.7]

Во-вторых, анизотропия упругих констант приводит к тому, что по некоторым кристаллографическим направлениям (в кубических кристаллах это обычно <100>) флуктуации данной амплитуды характеризуются минимальной энергией искажений и, следовательно, имеет место предпочтительный рост в определенном направлении. [c.218]

На изотропных подложках в первый момент возникает неориентированный кристаллический слой. С увеличением его толщины благоприятно ориентированные кристаллы быстро растут, вытесняя соседние и образуя текстурованную структуру. Этому способствует анизотропия скорости роста различных граней эпитаксиальных кристаллов. Наибольшая скорость роста присуща кристаллам, у которых направление растущих граней совпадает с нормалью к фронту кристаллизации. [c.131]

При исследовании этого вопроса будем исходить из предпосылки, что реальный металл состоит из отдельных кристаллитов, которые имеют внутренние напряжения и не являются компактной и однородной массой, что можно объяснить внутрикристаллитной ликвацией, условиями роста, наличием пор и т. п. Все эти факторы — химическая неоднородность, внутренние напряжения, наличие пустот и включений, а также анизотропия кристалла — приводят к тому, что механические свойства отдельных частей зерен, а также напряжения, возникающие в них, будут различны. [c.141]

Морфология поверхности раздела между твердой и жидкой фазами при заданных условиях роста будет зависеть от ряда факторов, которые можно разбить на три основные группы 1) все параметры, которые оказывают влияние на свободную энергию соприкасающихся фаз, т. е. распределение температуры Г, распределение примесей С и кривизна поверхности К 2) механическое равновесие с различными поверхностями границами зерен, внешними поверхностями и внутренними межфазными границами 3) атомная кинетика процесса кристаллизации и ее анизотропия. В свою очередь от особенностей морфологии поверхности раздела зависят свойства выращиваемого кристалла, поскольку структура поверхности раздела оказывает очень сильное влияние на распределение химических и физических дефектов в кристалле. [c.176]

Равенства (4.5), (4.6), (4.8) применимы также и к упруго-анизотропным телам, если растяжение/сжатие происходит вдоль кристаллографических направлений высокой симметрии. Для кубических кристаллов такие направления ориентированы вдоль осей (100), (111). Для иллюстрации эффекта упругой анизотропии был проведен микроскопический расчет, позволяющий воспроизвести зависимость (4.5) для натри при сжатии в обойме по осям (100), (111) и гидростатическом сжатии [254]. Оказалось, что при одноосном сжатии температура плавления сначала растет вместе с величиной <т, а затем спадает при этом меньшие температуры плавления соответствуют более жесткому направлению (111). В случае гидростатического сжатия обнаруживается рост температуры плавления с давлением, хорошо согласующийся с экспериментальными данными. [c.302]

В качестве механизма возникновения усов рассматривается рекристаллизация, затрудняемая неподвижными межзеренными границами. Поэтому в металлическом слое не происходит увеличения кристаллических усов, а они растут за пределы этого слоя, имея диаметр, который соответствует величине зерен. Движущей силой процесса следует считать напряжения, которые возникают в слое вследствие сильной анизотропии термического расширения кристаллов. Если напряжения снять, то рост в длину и образование новых нитевидных кристаллов прекращается. При более высоких температурах, при которых превышается энергия активации движения меж-зеренных границ, может происходить нормальная рекристаллизация, причем рост усов также прекращается. [c.334]

Формы роста кристаллов (габитус) определяются анизотропией скорости К. и условиями тепло- и массопере-иоса. Кристаллы с шероховатыми поверхностями имеют обычно округлую форму. Атомно-гладкие поверхности проявляются в виде граней. Стационарная форма кристаллич. многогранника такова, что расстояние от центра до каждой грани пропорционально её скорости роста. В результате кристалл оказывается образованным гранями с мин. скоростями роста (грани с большими скоростями постепенно уменьшаются и исчезают). Они параллельны плоскостям с наиб, плотной упаковкой и наиб, сильными связями в атолнюй структуре кристалла. Поэтому кристаллы с цепочечной и слоистой структурой имеют игольчатую или таблитчатую форму. Анизотропия скоростей роста и, следовательно, форма роста кристалла в разл. фазах зависят от состава, У, А Г и сильно меняются под действием поверхностно-активных примесей. [c.500]

К числу нацмёнее изученных вопросов относится кристаллообразование в диффузиВнных слоях. Сложность этого вопроса состоит в том, что рост кристаллов в диффузионном слое происходит на базе кристаллической решетки матричной фазы. Преобразование решетки сопровождается возникновением напряженного состояния как в матричном материале, так и в кристаллах растущей фазы. При этом следует иметь в виду, что процессом, контролирующим рост кристаллов новой фазы, является диффузия элемента насыщения. При последовательном образовании в диффузионном слое нескольких фаз интенсивность роста слоя контрожруется фазой с наименьшей подвижностью элемента насыщения. При возникновении напряжений сжатия в образовавшихся фазах, даже обладающих кубической решеткой, может возникнуть анизотропия коэффициента диффузии [55]. Так, в фазах с г,ц.к.-решеткой при следующем соотношении упругих постоянных [c.111]

Основным структурным элементом такого включения является графитная пластина. Ее вид и выявляемое при ионной бомбардировке слоистое строение естественно связывать с гетеродесмичностью межатомных сил в графите. Значительная разница поверхностных энергий базисной и призменной граней кристалла графита должна приводить к анизотропии скорости роста граней. С позиций классической теории роста кристаллов преобладание продольного разрастания пластины (вдоль плоскости базиса) представляется закономерным, так как критическая величина двухмерного зародыша на базисной грани велика. Наличие же сильных ненасыщенных связей на призменных гранях позволяет предположить, что здесь критическая величина зародыша мала и даже возможен беззародышевый нормальный рост — путем последовательного присоединения атомов. До последнего времени обычно и принималось, что графитная пластина формируется путем послойного няпяста.ния гексагональных сеток, берущих начало от редко возникающих двухмерных зародышей. [c.31]

Анизотропия сил межатомной связи в цементите проявляется в процессе его растворения при графитизации белого чугуна. При замедленной графитизации участки грубозернистого цементита претерпевают избирательное растворение и приобретают псевдо-перлитную структуру [28]. Наиболее рельефно особенности кристаллической структуры цементита выступают при росте монокристаллов. При формировании кристалла вблизи усадочной поры в определенный момент времени он обнажается вследствие понижения уровня жидкости. Исследование большого числа кристаллов, извлеченных из усадочных раковин опытных слитков, позволило наблюдать различные эташз их роста. Кристаллы и их обломки имели форму пластин. Характерной особенностью всех кристаллов являлся дендритный рельеф поверхности. Дендритные формы роста первичного цементита наблюдались и ранее [11]. Предполагалось [11 ], что формирование пластины происходит путем роста плоского дендрита соответствующей толщины и завершается при смыкании ветвей третьего порядка. В действительности пластина образуется в ходе послойного роста, причем нарастающие друг на друге слои развиваются в форме дендритов. Исследование монокристаллов под бинокулярным микроскопом позволило зафиксировать разнообразные картины послойного нарастания (рис. 7). Обычно растущий слой состоит из системы параллельных полос (по-видимому, ветвей 2-го порядка), разделенных границами с зубчатой конфигурацией. Хотя направление роста новых ветвей может не совпадать с направлением нижележащих, кристаллографическая ориентация всех слоев одинакова — об этом говорит однонаправленность зубчатых контуров любых систем ветвей в одном кристалле. Детальное исследование зубчатых контуров ветвей обнаруживает их ступенчатое строение, непосредственно иллюстрирующее блочный характер роста ветви. На фрактограммах, как и на снимках поверхности кристаллов, можно наблюдать рельефную дендритную структуру. На рис. 8, а показаны обе поверхности раскола одной цементитной пластины. Если на сколе приготовить микрошлиф и подвергнуть его электролитической обработке, то выявляемая блочная субструктура ориентирована вдоль зубцов (рис. 8, б). Схема иллюстрирует механизм формирования дендрита. Рост дендритных ветвей идет путем последовательного развития блоков. В связи с накоплением примесей перед фронтом [c.179]

Анизотропия роста кристаллов обусловлена различной плотностью атомов на различных кристаллографических плоскостях. Чалмерс предположил, что температура затвердевания каждой из этих плоскостей различна. Для объемноцентри-рованных и гранецентрированных кубических металлов направление < 100> перпендикулярно к изотермическим поверх- Рис. 49 ностям. [c.57]

Поэтому при выращивании кристалла в данном направлении при выпуклом или вогнутом фронте кристаллизации по оси выращенного слитка образуется канал , имеющий форму трубки, в которой концентрация примеси в несколько раз выще, чем в остальной части кристалла. В частности, при выпуклом в расплав фронте кристаллизации анизотропия коэффициента разделения К примеси в зависимости от ориентации влечет за собой появление такого эффекта, как эффект грани. Суть этого эффекта состоит в следующем. Рассмотрим монокристалл со структурой типа алмаза, растущий в направлении <111>. В центральной части фронта кристаллизации возникает хорощо развитая грань 111 , размеры которой зависят от величины теплового переохлаждения. Скорость роста этой грани, находящейся в более переохлажденной области, будет намного больще, чем других участков фронта кристаллизации, где переохлаждение существенно меньще. Различие условий роста на грани и вне ее способствует разному распределению примеси между жидкой и твердыми фазами в этих областях и образованию канала по оси растущего кристалла, в котором концентрация примеси оказывается выще, чем в других частях кристалла. Основные пути предотвращения канальной неоднородности — выращивание кристалла в кристаллографических направлениях, отличающихся от направлений, где коэффициент разделения максимален спрямление фронта кристаллизации растущего кристалла, небольщие скорости роста кристалла, хорошие условия перемещивания расплава. [c.248]

Основным легирующим элементом дисковых Ti-сплавов является А1, содержание которого по техническим условиям в материале одной плавки может колебаться от 5 до 6,5 %. Исследования роли А1 показали [77], что повышение его содержания свыше 6 %, во-первых, сопровождается образованием высокодисперсионных выделений охрупчи-вающей г фазы во-вторых, препятствует снижению анизотропии свойств материала, так как способствует сохранению полученной при штамповке вытянутости кристаллов Р .-фазы. Поэтому следует ожидать, что с повышением содержания AI более 6 % в зоне роста трещины происходит охрупчивание материала, которое может привести к преимущественному росту трещины по межфазовым границам и соответствующему повышению СРТ. [c.361]

В области нормальной дисперсии величина показателя преломления увеличивается с ростом частоты, т. е. для изотропных сред условие ( ) не выполняется, но оно выполняется в области аномальной дисперсии. В анизотропных средах условие ( ) может быть выполнено и в области нормальной дисперсии в случае взаимодействия волн разл. поляризаций. Хотя при этом всегда п (ш1)< (ш2) и (со )<п (ш2] (индексы о и е относятся соответственно к обыкновенной и необыкновенной волнам), однако при не слишком малых параметрах анизотропии возможно o(oji) fl(( o2) (отрицат. кристаллы) или fJe(t0i)3= ((U2) (положит. кристаллы). В отрицат. нелинейном кристалле KDP условие Ф. с. при генерации второй гармоники выполняется при взаимодействии вида A<,((i)i)-i- ( Oi) = (0)2) или (Mi)-l- e(wi)=Arj(t02)- Подобные соотношения можно записать для др. типов трёхчастотных взаимодействий. [c.274]

В том случае, когда технология закалки при производстве аморфных лент недостаточно совершенна и концентрация металлоидов выбрана не совсем правильно, в аморфной ленте могут образовываться мелкие кристаллы, что приводит к существенному возрастанию коэрцитивной силы. Можно предположить, что и рост коэрци-тивности в случае, показанном на рис. 5.25, происходит из-за наличия мелких кристаллов, вкрапленных в аморфную структуру. В ряде работ Такахаси [72—76] предложена модель, согласно жоторой присутствие в аморфной структуре мелких кристаллов размеров 10 нм, не выявляемое методами рентгеновской дифракции, сильно влияет на величину коэрцитивной силы и магнитную анизотропию. [c.145]

Идея подавления влияния магнитокристаллической анизотропии за счет ее усреднения при быстром броуновском движении вектора Ig суперпарамагнитной частицы недавно использовалась для объяснения роста ширины линии ФМР с понижением температуры у частиц Ni, внедренных в поры силикагеля [1096]. Путем варьирования нескольких подгоночных параметров было достигнуто хорошее согласие расчета с экспериментальными кривыми зависимости от температуры ширины АЯ (рис. 144) и сдвига линии ФМР в области Т == = 50 ч- 300 К. При этом эффективное поле На магнитокристаллической анизотропии частиц оказалось значительно меньше такового На) в массивном кристалле. Например, при Т = 293 К На <С 20 Э, хотя На = 260 Э, а при Г = 51 К Яд = 1200 Э, тогда как На = = 3950 Э. Ориентировочный размер частиц Ni, определенный с по-мош ью данных для На, был равен 4 нм. [c.327]

Таким образом, в сульфидных покрытиях на молибдене эпитаксиальное сопряжение решеток покрышя и матрищ>1 происходит не по плоскости, а в направлениях, перпендакулярных поверхности матрищ>1. Такая форма эпитаксии обязана анизотропии диффузии атомов молибдена в сульфиде с гексагональной решеткой и, как следствие, преимущественному росту тех кристаллов, у которых направление быстрой диффузии нормально поверхности матрищ>1. [c.137]

Упоминаемые выше расчеты производились без учета анизотропии скорости роста в зависимости от направления, т. е. для явно нереальных условий. Если бы кристалл не обнаруживал анизотропных характеристик, дендрит мог бы расти одинаково быстро при неизменной форме в любом кристаллографическом направлении. Таким образом, существование преимущественных направлений дендритного роста указывает на анизотропию свойств кристалла. Уравнение (24) позволяет предположить, что дендрит будет расти в том направлении, которое обеспечивает наибольшую аксиальную скорость роста, т. е. это должен быть дендриг с минимальным р (при данном Г). [c.191]

Анизотропия сил межатомной связи в графите делает возможным множественное зарождение винтовых дислокаций на грани растущего кристалла. Наиболее вероятным. представляется возникновение винтовой дислокации (и в дальнейшем — спирального холмика роста) на базе клещевидного дефекта — характерного для графита несовершенства структуры, связанного с отсутствием атома в гексагональной сеже. На рис. 15,е схематически показано начало формиро вания клещевидного дефекта на кромке растущего графитного слоя. Незаполнение одной [c.34]

Комплексный характер межатомной связи и слоистая структура цементита обусловливают анизотропию свойств. При деформации [55] кристаллы цементита расщепляются по плоскости (001). Вдоль этой плоскости прежде всего происходит переход цементита в аустенит прн обезуглероживании [56. Значения коэффициента термического расширения (а) це.ментита вдоль главных осей, подсчитываемые 1П0 относительному изменению периодов реаиет-ки [57], сильно разнятся а[001] на порядок выше а[100] и а [010]. Особенности роста и облик кристаллов первичного цементита также связаны с анизотропией межатомной связи. [c.69]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...